Respiración anaeróbica
Todos necesitamos energía para funcionar y la obtenemos de los alimentos que ingerimos. Extraer los nutrientes necesarios para mantenernos en marcha y convertirlos en energía utilizable es el trabajo de nuestras células. Este complejo pero eficiente proceso metabólico, llamado respiración celular, convierte la energía derivada de los azúcares, carbohidratos, grasas y proteínas en trifosfato de adenosina, o ATP, una molécula de alta energía que impulsa procesos como la contracción muscular y los impulsos nerviosos. La respiración celular se produce tanto en las células eucariotas como en las procariotas, y la mayoría de las reacciones tienen lugar en el citoplasma de las procariotas y en las mitocondrias de las eucariotas.
La glucólisis significa literalmente “dividir los azúcares”, y es el proceso de 10 pasos por el que se liberan los azúcares para obtener energía. La glucólisis se produce cuando el torrente sanguíneo suministra glucosa y oxígeno a las células, y tiene lugar en el citoplasma celular. La glucólisis también puede producirse sin oxígeno, un proceso llamado respiración anaeróbica o fermentación. Cuando la glucólisis se produce sin oxígeno, las células producen pequeñas cantidades de ATP. La fermentación también produce ácido láctico, que puede acumularse en el tejido muscular, causando dolor y sensación de ardor.
Ecuación de la respiración celular
En el proceso de fotosíntesis, las plantas y otros productores fotosintéticos crean glucosa, que almacena energía en sus enlaces químicos. A continuación, tanto las plantas como los consumidores, como los animales, se someten a una serie de vías metabólicas, denominadas colectivamente respiración celular. La respiración celular extrae la energía de los enlaces de la glucosa y la convierte en una forma que todos los seres vivos pueden utilizar.
La respiración celular es un proceso que todos los seres vivos utilizan para convertir la glucosa en energía. Los autótrofos (como las plantas) producen glucosa durante la fotosíntesis. Los heterótrofos (como los humanos) ingieren otros seres vivos para obtener glucosa. Aunque el proceso puede parecer complejo, esta página te lleva a conocer los elementos clave de cada parte de la respiración celular.
La glucólisis es el primer paso en la descomposición de la glucosa para extraer energía para el metabolismo celular. Casi todos los organismos vivos llevan a cabo la glucólisis como parte de su metabolismo. El proceso no utiliza oxígeno y, por tanto, es anaeróbico (los procesos que utilizan oxígeno se denominan aeróbicos). La glucólisis tiene lugar en el citoplasma de las células procariotas y eucariotas. La glucosa entra en las células heterótrofas de dos maneras.
Glucólisis
Figura 1: Características estructurales de las mitocondrias y visión general de la respiración aeróbica (Crédito: “File:CellRespiration.svg” de RegisFrey está licenciado bajo CC BY-SA 3.0. Para ver una copia de esta licencia, visite https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)
La respiración aeróbica se produce en la mayoría de las células y organismos. Comprende cuatro vías: la glucólisis, la descarboxilación del piruvato, el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa (Figura 1). En la glucólisis, las moléculas de glucosa se descomponen en el citosol de la célula, lo que da lugar a la generación de piruvato, moléculas de ATP y la forma reducida del dinucleótido de nicotinamida adenina (NADH). Posteriormente, el piruvato se transporta a la matriz mitocondrial para su descarboxilación, donde se genera acetil coenzima A (acetil-CoA) y entra en el ciclo de Krebs.Como resultado del ciclo de Krebs, el dinucleótido de adenina flavina (FAD) y el NAD+ se reducen y se transportan desde la matriz mitocondrial a la membrana interna de la mitocondria. Aquí, el NADH y el FADH2 participan en la fosforilación oxidativa, donde se producen una serie de transferencias de electrones, con el oxígeno como aceptor final de electrones. En general, la respiración aeróbica se considera la respiración celular “completa”, ya que las reacciones bioquímicas globales pueden resumirse como el reverso de la fotosíntesis.
Respiración celular deutsch
Figura 11.1 Esta planta de energía geotérmica transforma la energía térmica de las profundidades del suelo en energía eléctrica, que puede utilizarse fácilmente. (Crédito: modificación de un trabajo del Departamento de Defensa de los Estados Unidos).
La planta de energía eléctrica de la figura 11.1 convierte la energía de una forma a otra que puede utilizarse más fácilmente. Este tipo de planta generadora parte de la energía térmica (calor) del subsuelo y la transforma en energía eléctrica que será transportada a los hogares y las fábricas. Al igual que una planta generadora, las plantas y los animales también deben tomar energía del entorno y convertirla en una forma que sus células puedan utilizar.
La energía entra en el cuerpo de un organismo de una forma y se convierte en otra. En las plantas y otros productores fotosintéticos, el proceso de fotosíntesis toma la energía de la luz y la convierte en energía química en forma de glucosa. Esta energía se almacena en los enlaces químicos de la glucosa. A continuación, una serie de vías metabólicas, llamadas respiración celular, extrae la energía de los enlaces de la glucosa y la convierte en una forma que todos los seres vivos pueden utilizar: ATP.